penguat instrumentasi fisika

1. Penguat Instrumentasi
Seperti dijelaskan sebelumnya, penguat instrumentasi dalam instrumentasi medis
disebut juga penguat biopotensial. Fungsi pokoknya adalah memperkuat sinyal EKG
yang lemah dan memperkecil/menekan derau dari interferensi jala-jala listrik pada
tubuh, disebut juga derau modus bersama (common mode noise). Untuk memenuhi
fungsinya tersebut, penguat biopotensial hendaknya (idealnya) memiliki nilai CMRR
sangat besar agar pelemahan derau mode bersama menjadi optimal. Pada penelitian
ini akan digunakan IC penguat instrumentasi AD620 produksi Analog Devices. IC ini
memiliki CMRR 110 dB pada gain G = 10 dan CMRR 130 dB pada gain G = 100
atau G = 1000. Nilai CMRR yang dimiliki AD620 ini telah memenuhi syarat minimal
sebesar 90 dB sebagai penguat biopotensial sinyal EKG (Chen, et.al, 2008). Gambar
30 adalah skematik sederhana IC AD620 dari datasheet.
Gain atau penguat diferensial dari input-input ke output A1 atau A2 diberikan dengan
persamaan :
퐺 =
푅1 + 푅2
푅퐺
+ 1
A3 merupakan substractor dengan gain G = 1 yang dapat menghilangkan derau mode-bersama.
Nilai resistor eksternal RG menentukan transkonduktansi penguat awal
(preamp stage). Derau tegangan input IC AD620 berkurang terhadap frekuensi
sebesar 9 nV/√퐻푧 , terutama ditentukan oleh arus kolektor dan resistansi basis
inputnya. Resistor penguat internal R1 dan R2 bernilai tetap 24,7 kΩ sehingga
penguatan IC dapat diatur secara akurat menggunakan resistor eksternal RG sesuai
dengan persamaan :

2. 퐺 =
49,4 퐾Ω
푅퐺
+ 1
Atau
푅퐺 =
49,4 퐾Ω
퐺 − 1
Untuk aplikasi monitoring EKG, penguat instrumentasi AD620 dirangkai seperti
Gambar 31 berikut ini.
Gambar 31 Rangkaian aplikasi AD620 untuk monitoring EKG (datasheet AD620)